DE102018202406B4

DE102018202406B4 - Workpiece holding system

Info

Publication number: DE102018202406B4
Application number: DE102018202406.5A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Ando
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2018-02-16
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2038-02-17
Also published as: CN108453730B; US20180236664A1; JP6450788B2; US10434649B2; JP2018134698A; DE102018202406A1; CN108453730A

Abstract

Werkstückaufnahmesystem, das der Reihe nach eine Mehrzahl von in einem Behälter gestapelten Werkstücken mit einem Roboter aufnimmt, wobei das Werkstückaufnahmesystem umfasst:einen dreidimensionalen Sensor, der an einer oberen Seite des Behälters angeordnet ist und der eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten erhält, von denen jeder eine Höhenpositionsinformation als dreidimensionale Information der Werkstücke in dem Behälter aufweist;eine Gruppenerzeugungseinrichtung, die eine Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen erzeugt, in denen jeweils benachbarte Punkte eine vorbestimmte Bedingung erfüllen;eine Ausschlussgruppen-Bestimmungseinrichtung, die eine oder mehrere der dreidimensionalen Punktgruppen, die wenigstens eine der folgenden Referenzen erfüllen, als ausgeschlossene Gruppen bestimmt: eine Referenz zum Ausschließen von dreidimensionalen Punktgruppen, die nicht innerhalb einer vorbestimmten Größen sind; eine Referenz zum Ausschließen von dreidimensionalen Punktgruppen, die nicht innerhalb einer vorbestimmten Fläche sind; und eine Referenz zum Ausschließen von dreidimensionalen Punktgruppen, die nicht innerhalb einer vorbestimmten Länge sind; undeine Werkstückerkennungseinrichtung, die eine Gruppe von dreidimensionalen Detektionszweck-Punkten zum Detektieren von Werkstücken durch Ausschließen von Punkten, die in der einen oder mehreren ausgeschlossenen Gruppen aus der Gruppe von dreidimensionalen Punkten oder der Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen enthalten sind, erhält, und welche Werkstücke erkennt, die von dem Roboter aufgenommen werden sollen, indem die Gruppe von dreidimensionalen Detektionszweck-Punkten für die Erkennung verwendet wird.A workpiece pickup system that sequentially picks up a plurality of workpieces stacked in a container with a robot, the workpiece pickup system comprising: a three-dimensional sensor that is disposed on an upper side of the container and that receives a group of three-dimensional points each of which is one Having height position information as three-dimensional information of the workpieces in the container; a group generating device that generates a plurality of three-dimensional point groups in each of which adjacent points meet a predetermined condition; an exclusion group determination device that defines one or more of the three-dimensional point groups that contain at least one of the following References meet, determined as excluded groups: a reference for excluding three-dimensional point groups that are not within a predetermined size; a reference for excluding three-dimensional point groups that are not within a predetermined area; and a reference for excluding three-dimensional point groups that are not within a predetermined length; anda workpiece recognition device that obtains a group of three-dimensional detection purpose points for detecting workpieces by excluding points included in the one or more excluded groups from the group of three-dimensional points or the plurality of three-dimensional point groups, and which recognizes workpieces, to be picked up by the robot by using the group of three-dimensional detection purpose points for recognition.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstückaufnahmesystem, das der Reihe nach eine Mehrzahl von in einem Behälter gestapelten Werkstücken aufnimmt.The present invention relates to a workpiece receiving system which sequentially receives a plurality of workpieces stacked in a container.

Die Druckschrift DE 10 2014 016 032 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines Gegenstandes, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, Oberflächenpositionen von Gegenständen mit einem dreidimensionalen Messinstrument zu vermessen, um Positionsinformationen dreidimensionaler Punkte zu gewinnen.The pamphlet DE 10 2014 016 032 A1 describes a device for picking up an object, the device being designed to measure surface positions of objects with a three-dimensional measuring instrument in order to obtain position information of three-dimensional points.

Die Druckschrift DE 10 2014 016 072 A1 beschreibt eine Aufhebevorrichtung für Gegenstände, die derart ausgebildet ist, Oberflächenpositionen von im dreidimensionalen Raum willkürlich aufgestapelten Gegenständen mittels eines dreidimensionalen Messinstrumentes zu messen, um Positionsinformationen der dreidimensionalen Punkte zu erfassen.The pamphlet DE 10 2014 016 072 A1 describes an object pick-up device which is designed to measure surface positions of objects randomly piled up in three-dimensional space by means of a three-dimensional measuring instrument in order to acquire position information of the three-dimensional points.

Die Druckschrift DE 10 2015 002 760 A1 beschreibt ein Robotersimulationssystem, welches einen Teil zum Berechnen von ersten Ebenen umfasst, der eine Gruppe von ersten Ebenen berechnet, die sich durch Trennpunkte von zwei Kameramodellen erstrecken und die Blickfelder der beiden Kameramodelle in gleichmäßige Intervalle unterteilen, wenn ein Messgebiet aufgenommen wird. Ferner umfasst das Robotersimulationssystem einen weiteren Teil zum Berechnen von zweiten Ebenen, welche die ersten Ebenen schneiden und sich an Grenzen von Hell/Dunkel-Kontrast entlang erstrecken, die sich auf dem Messgebiet mit streifenförmigen Lichtmustern aus dem Projektmodell bilden, wobei diese Schnittlinien für die Berechnung von dreidimensionalen Informationen verwendet werden.The pamphlet DE 10 2015 002 760 A1 describes a robot simulation system which comprises a part for calculating first planes that calculates a group of first planes that extend through separation points of two camera models and divide the fields of view of the two camera models into equal intervals when a measurement area is recorded. Furthermore, the robot simulation system comprises a further part for calculating second planes which intersect the first planes and extend along borders of light / dark contrast that form on the measurement area with strip-shaped light patterns from the project model, these intersection lines for the calculation of three-dimensional information.

Die Druckschrift DE 10 2015 104 732 A1 beschreibt eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, welche eine Bildbeschaffungseinrichtung aufweist, die ein aufgenommenes Bild eines Zielobjekts, auf das ein Muster projiziert wird, bereitstellt. Dafür ist eine Entfernungsbeschaffungseinrichtung vorgesehen, die basierend auf dem Bild eine Vielzahl von Entfernungswerten bereitstellt, die jeweils eine Entfernung zum Zielobjekt angeben.The pamphlet DE 10 2015 104 732 A1 describes an information processing apparatus having an image acquisition device that provides a captured image of a target object on which a pattern is projected. For this purpose, a distance acquisition device is provided which, based on the image, provides a multiplicity of distance values which each indicate a distance to the target object.

Ferner ist aus dem Stand der Technik eine herkömmliche Werkstückaufnahmeeinrichtung bekannt, die ein Bild von einer Mehrzahl von in einem Behälter gestapelten Werkstücken durch einen Sensor von einer oberen Seite aus aufnimmt, um eine dreidimensionale Information zu erhalten, in der erfasste Punkte jeweils eine Höheninformation aufweisen, und die bestimmt, dass der höchste Teil der dreidimensionalen Information eine Position ist, an der sich ein als nächstes aufzunehmendes Werkstück befindet, und die das Werkstück, das an dieser Position angeordnet ist, mit einem Roboter aufnimmt (siehe zum Beispiel PTL 1).Furthermore, a conventional workpiece receiving device is known from the prior art, which takes an image of a plurality of workpieces stacked in a container by a sensor from an upper side in order to obtain three-dimensional information in which detected points each have height information, and which determines that the highest part of the three-dimensional information is a position at which a workpiece to be picked up next is located and which picks up the workpiece located at this position with a robot (see, for example, PTL 1).

Dokument PTL 1: ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer H04-30991 Document PTL 1: Japanese Unexamined Patent Application, Publication Number H04-30991

Die oben beschriebene Werkstückaufnahmeeinrichtung zielt darauf ab, die Werkstücke, die sich im oberen Teil der im Behälter gestapelten Werkstücke befinden, sequentiell aufzunehmen, wobei diese Werkstückaufnahmeeinrichtung in Bezug auf diesen Punkt eine wirksame Einrichtung ist.The workpiece receiving device described above aims to sequentially receive the workpieces located in the upper part of the workpieces stacked in the container, this workpiece receiving device being an effective device on this point.

Andererseits wird die Werkstückaufnahmeeinrichtung in verschiedenen Arten von Situationen und für verschiedene Arten von Werkstücken verwendet, wobei der Behälter eine Vielfalt von Formen aufweist. Zum Beispiel kann ein Teil der Bodenfläche des Behälters mit einer geneigten Oberfläche oder einer gekrümmten Oberfläche versehen sein, so dass sich die Werkstücke automatisch an einem Abschnitt des Behälters ansammeln, um so die Aufnahmewirksamkeit durch den Roboter zu verbessern, wenn nur eine kleine Menge von Werkstücken im Behälter verblieben ist.On the other hand, the workpiece holder is used in different kinds of situations and for different kinds of workpieces, and the container has a variety of shapes. For example, a part of the bottom surface of the container may be provided with an inclined surface or a curved surface so that the workpieces automatically accumulate on a portion of the container so as to improve the picking efficiency by the robot when there is only a small amount of workpieces remained in the container.

In einem Zustand, wo eine geringe Anzahl von Werkstücken in dem Behälter vorhanden ist, dessen Bodenfläche mit der geneigten Oberfläche oder der gekrümmten Oberfläche versehen ist, ist es oft der Fall, dass sich die geneigte Fläche oder die gekrümmte Fläche an einer Position befinden, die höher ist als die Position der Werkstücke. Wenn daher die oben beschriebene Werkstückaufnahmeeinrichtung verwendet wird, wird die geneigte Oberfläche oder die gekrümmte Oberfläche des Behälters als „die Werkstücke“ bestimmt, welche als nächstes aufgenommen werden sollen. Wenn eine solche Bestimmung gemacht ist, führt der Roboter den Werkstückaufnahmevorgang viele Male an einer Position in der geneigten Oberfläche oder der gekrümmten Oberfläche durch, wo allerdings keine Werkstücke vorhanden sind, was keine effiziente Aufnahmeoperation ist.In a state where there are a small number of workpieces in the container whose bottom surface is provided with the inclined surface or the curved surface, it is often the case that the inclined surface or the curved surface is at a position which higher than the position of the workpieces. Therefore, when the workpiece receiving device described above is used, the inclined surface or the curved surface of the container is determined as “the workpieces” to be received next. When such a determination is made, the robot performs the workpiece pick-up operation many times at a position in the inclined surface or the curved surface where there are no work pieces, which is not an efficient pick-up operation.

Andererseits kann in Betracht gezogen werden, dass das Werkstück, das als nächstes aufgenommen werden soll, bestimmt wird durch Durchführen eines dreidimensionalen Mustervergleichs unter Verwendung von Forminformationen der Werkstücke, erhalten durch Bearbeitung der dreidimensionalen Informationen und dreidimensionaler Formdaten (CAD-Daten) der Zielwerkstücke. Es wird eine lange Bearbeitungszeit benötigt, um den Mustervergleich durchzuführen, wenn die geneigte Oberfläche oder die gekrümmte Oberfläche des Behälters in den dreidimensionalen Informationen enthalten ist, da der Mustervergleich auf der geneigten Oberfläche oder der gekrümmten Oberfläche des Behälters, der keine Werkstücke enthält, durchgeführt wird, was für die Erzielung eines effizienten Aufnahmevorgangs nicht vorteilhaft ist.On the other hand, it can be considered that the workpiece to be picked up next is determined by performing three-dimensional pattern matching using shape information of the workpieces obtained by processing the three-dimensional information and three-dimensional shape data (CAD data) of the target workpieces. It takes a long processing time to perform the pattern matching when the inclined surface or the curved surface of the container is included in the three-dimensional information because the pattern matching on the inclined surface or the curved surface of the container, the contains no workpieces, is carried out, which is not advantageous for achieving an efficient recording process.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Umstände gemacht, wobei es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, eine Werkstückaufnahmeeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein effizienteres Aufnehmen ermöglicht.The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a workpiece pickup device which enables more efficient pickup.

Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, bietet die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen an.In order to achieve the above-described object, the present invention offers the following solutions.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Werkstückaufnahmesystem, das sequentiell eine Mehrzahl von im Behälter gestapelten Werkstücken mit einem Roboter aufnimmt, umfassend: einen dreidimensionalen Sensor, der an einer oberen Seite des Behälters angeordnet ist und der eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten erhält, von denen jeder eine Höhenpositionsinformation als dreidimensionale Information der Werkstücke in dem Behälter aufweist; eine Gruppenerzeugungseinrichtung, die eine Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen erzeugt, in denen jeweils benachbarte Punkte eine vorbestimmte Bedingung erfüllen; eine Ausschlussgruppen-Bestimmungseinrichtung, die bestimmt, dass eine oder mehrere dreidimensionale Punktgruppen, die wenigstens eine vorbestimmte Größenreferenz, eine vorbestimmte Flächenreferenz oder eine vorbestimmte Längenreferenz erfüllen, ausgeschlossene Gruppen sind; und eine Werkstückerkennungseinrichtung, die eine Gruppe von dreidimensionalen Detektionszweck-Punkten erhält zum Detektieren von Werkstücken durch Ausschließen von Punkten, die in der einen oder mehreren ausgeschlossenen Gruppen aus der Gruppe von dreidimensionalen Punkten oder der Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen enthalten sind, und welche Werkstücke erkennt, die von dem Roboter aufgenommen werden sollen, indem die Gruppe von dreidimensionalen Detektionszweck-Punkten für die Erkennung verwendet wird.A first aspect of the present invention is a workpiece pickup system that sequentially picks up a plurality of workpieces stacked in the container with a robot, comprising: a three-dimensional sensor that is disposed on an upper side of the container and that receives a group of three-dimensional points from which each has height position information as three-dimensional information of the workpieces in the container; group generating means that generates a plurality of three-dimensional point groups in each of which adjacent points satisfy a predetermined condition; an exclusion group determination means that determines that one or more three-dimensional point groups satisfying at least one of a predetermined size reference, a predetermined area reference, and a predetermined length reference are excluded groups; and a workpiece recognition device that obtains a group of three-dimensional detection purpose points for detecting workpieces by excluding points included in the one or more excluded groups from the group of three-dimensional points or the plurality of three-dimensional point groups and which recognizes workpieces, to be picked up by the robot by using the group of three-dimensional detection purpose points for recognition.

Mit diesem Aspekt erzeugen die benachbarten Punkte die Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen, die die vorgegebene Bedingung erfüllen. Wenn z.B. die Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen, die die Bedingung erfüllen, dass ein Unterschied zwischen Höhenrichtungspositionen der benachbarten Punkte weniger als die Hälfte der Dicke des Werkstückes beträgt, erzeugt wird, werden die dreidimensionalen Punktgruppen so gebildet, dass sie jeweils den Werkstücken entsprechen, die von oben gesehen werden können. Außerdem, wenn eine geneigte Fläche oder eine gekrümmte Fläche an einer Bodenfläche des Behälters erzeugt ist, wenn die Anzahl der Werkstücke im Behälter klein wird und wenn die geneigte Fläche oder die gekrümmte Fläche von oben gesehen werden kann, werden dreidimensionale Punktgruppen, die der geneigten Fläche oder der gekrümmten Fläche entsprechen, erzeugt.With this aspect, the neighboring points create the plurality of three-dimensional point groups that satisfy the predetermined condition. For example, when the plurality of three-dimensional point groups that satisfy the condition that a difference between height direction positions of the adjacent points is less than half the thickness of the workpiece are generated, the three-dimensional point groups are formed so as to correspond to the workpieces, respectively, which are from can be seen above. In addition, when an inclined surface or a curved surface is created on a bottom surface of the container, when the number of workpieces in the container becomes small and when the inclined surface or the curved surface can be seen from above, three-dimensional point groups become those of the inclined surface or correspond to the curved surface.

Darüber hinaus werden, in diesem Aspekt, eine oder mehrere dreidimensionale Punktgruppen, die mindestens die vorgegebene Größenreferenz, die vorgegebene Flächenreferenz oder die vorgegebene Längenreferenz erfüllen, von den dreidimensionalen Punktgruppen als die ausgeschlossenen Gruppen bestimmt. Wenn beispielsweise konfiguriert ist, dass eine dreidimensionale Punktgruppe, die eine größere Fläche als die von oben gesehene maximale Fläche des Werkstücks aufweist, die vorgegebene Flächenreferenz erfüllt, wird die dreidimensionale Punktgruppe, die der geneigten Fläche oder der gekrümmten Fläche entspricht, als die ausgeschlossene Gruppe identifiziert.In addition, in this aspect, one or more three-dimensional point groups that satisfy at least the predetermined size reference, the predetermined area reference, or the predetermined length reference are determined from the three-dimensional point groups as the excluded groups. For example, if a three-dimensional point group having an area larger than the maximum area of the workpiece when viewed from above is configured to satisfy the predetermined surface reference, the three-dimensional point group corresponding to the inclined surface or the curved surface is identified as the excluded group .

Außerdem wird, in diesem Aspekt, die Gruppe der dreidimensionalen Detektionszweck-Punkte, die die Punkte ausschließt, die in der ausgeschlossenen Gruppe erhalten sind, erhalten, und es wird eine Erkennung der Werkstücke unter Verwendung der erhaltenen Gruppe von dreidimensionalen Detektionszweck-Punkten durchgeführt. Daher ist es möglich, einen Fall zu verhindern oder zu mindern, dass der Roboter den Werkstückaufnahmevorgang an einem Ort, an dem kein Werkstück vorhanden ist, mehrmals durchführt, und was einen Fall verhindert oder mindert, dass der dreidimensionale Mustervergleich auf der geneigten Oberfläche oder der gekrümmten Oberfläche durchgeführt wird.Also, in this aspect, the group of three-dimensional detection purpose points excluding the points obtained in the excluded group is obtained, and recognition of the workpieces is performed using the obtained group of three-dimensional detection purpose points. Therefore, it is possible to prevent or mitigate a case that the robot repeatedly performs the workpiece pick-up operation in a place where there is no workpiece, and prevents or mitigates a case that the three-dimensional pattern matching on the inclined surface or the curved surface is performed.

Mit dem oben beschriebenen Aspekt kann die Werkstückerkennungseinrichtung erkennen, ob es ein Werkstück gibt, das bereit ist, aufgenommen zu werden, und zwar auf der Grundlage der Höhenpositionsinformation jedes einzelnen Punktes der Gruppe des dreidimensionalen Detektionszweck-Punktes.With the aspect described above, the workpiece recognition device can recognize whether there is a workpiece ready to be picked up based on the height position information of each point of the group of the three-dimensional detection purpose point.

In diesem Fall können z.B. die Werkstücke, die sich an der Oberseite zwischen den Werkstücken befinden, die im Behälter gestapelt sind, nacheinander aufgenommen werden, was einen effizienten Aufnahmevorgang ermöglicht.In this case, for example, the workpieces located at the top between the workpieces stacked in the container can be picked up one after the other, which enables an efficient pickup process.

Mit dem oben beschriebenen Aspekt kann die Ausschlussgruppen-Bestimmungseinrichtung eine Planfläche oder eine gekrümmte Oberfläche im Behälter auf der Grundlage mindestens einer der ermittelten ausgeschlossenen Gruppen abschätzen, und dreidimensionale Punkte einschließen, die innerhalb eines vorbestimmten Entfernungsbereichs von der geschätzten Planfläche oder der geschätzten gekrümmten Oberfläche in der ermittelten ausgeschlossenen Gruppe existieren.With the aspect described above, the exclusion group determining means can estimate a planar surface or a curved surface in the container based on at least one of the determined excluded groups, and include three-dimensional points that are within a predetermined distance range from the estimated planar surface or the estimated curved surface in the identified excluded group exist.

In diesem Fall ist es möglich, selbst wenn die geneigte Fläche oder die gekrümmte Fläche der Bodenfläche des Behälters durch die aufgeladenen Werkstücke unterteilt ist beispielsweise, und selbst in einem Fall, wo der unterteilte Abschnitt zu klein ist, um die Referenz der ausgeschlossenen Gruppe zu erfüllen, den Abschnitt der geneigten Fläche oder der gekrümmten Fläche auszuschließen, der nicht der Referenz der ausgeschlossenen Gruppe entspricht, um die Werkstückerfassung durchzuführen.In this case, it is possible even if the inclined surface or the curved surface of the Bottom surface of the container is divided by the charged workpieces, for example, and even in a case where the divided portion is too small to meet the reference of the excluded group, to exclude the portion of the inclined surface or the curved surface that is not the reference of the excluded group to perform workpiece detection.

Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, einen AufnahmeVorgang effizienter durchzuführen.

1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Werkstückaufnahmesystems nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Teilansicht eines Teilehandhabungs-Behälters des Werkstückaufnahmesystems entsprechend der Ausführungsform.
3 ist ein Blockdiagramm eines Werkstückpositionshaltung-Berechnungsgerätes des Werkstückaufnahmesystems entsprechend der Ausführungsform.
4 ist ein Blockdiagramm einer Robotersteuereinheit des Werkstückaufnahmesystems entsprechend der Ausführungsform.
5 ist ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise einer Steuerung des Werkstückpositionshaltung-Berechnungsgerätes entsprechend der Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften Vorgang des Werkstückpositionshaltung-Berechnungsgerätes nach der Ausführungsform veranschaulicht.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb einer Steuerung eines Werkstückpositionshaltung-Berechnungsgerätes anhand eines modifizierten Beispiels der Ausführungsform veranschaulicht.
8 ist ein Diagramm, das einen Betrieb einer Steuerung eines Werkstückpositionshaltung-Berechnungsgerätes nach einem weiteren modifizierten Beispiel der Ausführungsform veranschaulicht.
9 ist ein Diagramm, das einen Betrieb der Steuerung eines Modifikationsbeispiels des Werkstückpositionshaltung-Berechnungsgerätes nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.

According to this invention, it is possible to perform a pick-up operation more efficiently.

1 Fig. 3 is a schematic block diagram of a workpiece holding system according to a first embodiment of the present invention.
2 Fig. 13 is a partial view of a parts handling bin of the workpiece receiving system according to the embodiment.
3 Fig. 13 is a block diagram of a workpiece position calculating device of the workpiece receiving system according to the embodiment.
4th Fig. 13 is a block diagram of a robot control unit of the workpiece pickup system according to the embodiment.
5 Fig. 13 is a flowchart illustrating the operation of a controller of the workpiece position calculation apparatus according to the embodiment.
6th Fig. 13 is a diagram illustrating an exemplary operation of the workpiece position calculation apparatus according to the embodiment.
7th Fig. 13 is a flowchart illustrating an operation of a controller of a workpiece position calculating device based on a modified example of the embodiment.
8th Fig. 13 is a diagram illustrating an operation of a controller of a workpiece position calculation apparatus according to another modified example of the embodiment.
9 Fig. 13 is a diagram illustrating an operation of the controller of a modification example of the workpiece position calculation apparatus according to the present embodiment.

Nachfolgend wird ein Werkstückaufnahmesystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.A workpiece holding system according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

Wie in 1 dargestellt ist, nimmt dieses Werkstückaufnahmesystem sequentiell eine Mehrzahl von in einem Behälter 1 gestapelten Werkstücken W unter Verwendung eines Roboters 10 auf, wobei dieses Werkstückaufnahmesystem einen dreidimensionalen Sensor 20 umfasst, der von einem nicht dargestellten Rahmen an der oberen Seite des Behälters 1 getragen wird, eine mit dem dreidimensionalen Sensor 20 verbundene Werkstückhaltungsberechnungseinrichtung 30 und eine Robotersteuereinheit 40, die mit der Werkstückhaltungsberechnungseinrichtung 30 und dem Roboter 10 verbunden ist.As in 1 As shown, this workpiece receiving system sequentially takes a plurality of in a container 1 stacked workpieces W. using a robot 10 on, with this workpiece pick-up system a three-dimensional sensor 20th comprises, by a frame, not shown, on the upper side of the container 1 is worn, one with the three-dimensional sensor 20th connected workpiece support calculation device 30th and a robot control unit 40 associated with the workpiece holding calculation device 30th and the robot 10 connected is.

Wie in 1 und 2 dargestellt ist, ist eine geneigte Fläche 2 auf der Bodenfläche des Behälters 1 vorgesehen, so dass die Werkstücke W durch ihr Gewicht in Richtung einer vorbestimmten Position im Behälter 1 bewegt werden. In dieser Ausführungsform hat das Werkstück W eine Scheibenform, kann aber auch andere Formen haben.As in 1 and 2 shown is an inclined surface 2 on the bottom surface of the container 1 provided so that the workpieces W. by their weight in the direction of a predetermined position in the container 1 be moved. In this embodiment the workpiece W. a disc shape, but can also have other shapes.

Der dreidimensionale Sensor 20 kann ein beliebiger Sensor sein, solange er in der Lage ist, eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten zu erhalten, von denen jeder eine Höhenpositionsinformation als dreidimensionale Information des Werkstückes W im Behälter 1 aufweist.The three-dimensional sensor 20th can be any sensor as long as it is able to obtain a group of three-dimensional points, each of which has height position information as three-dimensional information of the workpiece W. in the container 1 having.

Als dreidimensionaler Sensor 20 können verschiedene Arten von berührungslos arbeitenden dreidimensionalen Sensoren eingesetzt werden. Z.B. könnte es ein Stereo-Sensortyp sein, der zwei Kameras verwendet, ein Sensortyp, der mit einem Laserstrich abscannt, ein Sensortyp, der mit einem Laserspot abscannt, ein Sensortyp, der ein Lichtmuster auf einen Gegenstand projiziert, indem er ein Gerät wie z.B. einen Projektor oder dergleichen verwendet, ein Sensortyp, der eine Laufzeit von Licht verwendet, das von einem Projektor ausgestrahlt wurde und nach Reflektion an einer Oberfläche eines Gegenstandes in einen Lichtempfänger eintritt, und dergleichen.As a three-dimensional sensor 20th different types of non-contact three-dimensional sensors can be used. For example, it could be a stereo type sensor that uses two cameras, one type of sensor that scans with a laser stroke, one type of sensor that scans with a laser spot, one type of sensor that projects a light pattern onto an object by using a device such as a Projector or the like, a type of sensor using a time of flight of light emitted from a projector and entering a light receiver after being reflected on a surface of an object, and the like.

Wie in 3 dargestellt ist, umfasst die Werkstückhaltungsberechnungseinrichtung 30 eine Steuerung 31 mit z.B. CPU, RAM und dergleichen, eine Speichereinrichtung 32 mit einem nichtflüchtigen Speicher, ROM, und dergleichen, eine Anzeige 33 und eine Sende- und Empfangseinrichtung 34. Die Speichereinrichtung 32 speichert ein Positionshaltungsberechnungsprogramm 32a zur Berechnung einer Position und/oder Haltung des Werkstücks W im Behälter 1.As in 3 is shown includes the workpiece posture calculating means 30th a controller 31 with, for example, CPU, RAM and the like, a memory device 32 with a non-volatile memory, ROM, and the like, a display 33 and a transmitting and receiving device 34. The memory device 32 stores a position keeping calculation program 32a for calculating a position and / or posture of the workpiece W. in the container 1 .

Der Roboter 10 hat eine Mehrzahl von beweglichen Teilen, und er hat auch eine Mehrzahl von Servomotoren 11, die jeweils die Mehrzahl von beweglichen Teilen antreiben, und eine Werkstückhalteeinrichtung 12, die an einem distalen Ende des Roboters 10 vorgesehen ist, wobei die Servomotoren 11 und die Werkstückhalteeinrichtung 12 von einer Robotersteuerung 40 gesteuert werden, die im Folgenden beschrieben wird (siehe 4).The robot 10 has a plurality of moving parts, and it also has a plurality of servomotors 11 each driving the plurality of moving parts and a workpiece holder 12th that is at a distal end of the robot 10 is provided, the servomotors 11 and the workpiece holding device 12th of one Robot control 40 which is described below (see 4th ).

Als die Servomotoren 11 kann ein Servomotor, wie z.B. ein Drehmotor, ein Linearmotor und dergleichen verwendet werden. Zusätzlich zu der Werkstückhalterung, die gemäß dieser Ausführungsform einen Elektromagneten zur Anziehung des Werkstückes W verwendet, kann eine bekannte Werkstückhalterung verwendet werden, die das Werkstück W mittels Klauen, Ansaugen und dergleichen hält.As the servomotors 11, a servomotor such as a rotary motor, a linear motor, and the like can be used. In addition to the workpiece holder, according to this embodiment, an electromagnet for attracting the workpiece W. is used, a known workpiece holder can be used to hold the workpiece W. holds by means of claws, suction and the like.

Jeder der Servomotoren 11 verfügt über eine eingebaute Betriebspositionserkennungseinrichtung wie z.B. einen Encoder zur Erfassung seiner Betriebsposition, wobei von der Betriebspositionserkennungseinrichtung erfasste Werte an die Robotersteuerung 40 gesendet werden, und die erfassten Werte zur Steuerung der Servomotoren 11 durch die Robotersteuereinheit 40 verwendet werden.Each of the servomotors 11 has a built-in operating position detection device such as an encoder for detecting its operating position, with values detected by the operating position detection device being sent to the robot controller 40 are sent, and the detected values for controlling the servomotors 11 by the robot control unit 40 be used.

Wie in 4 dargestellt ist, umfasst die Robotersteuereinheit 40 eine Steuerung 41 mit z.B. CPU, RAM und dergleichen, eine Anzeige 42, eine Speichereinrichtung 43 mit einem nichtflüchtigen Speicher, ROM und dergleichen, ein Programmierhandgerät 44, das zum Erstellen eines Betriebsprogramms des Roboters 10 betrieben wird, und dergleichen, eine Mehrzahl von Servosteuerungen 45, die so vorgesehen sind, dass sie den Servomotoren 11 des Roboters 10 entsprechen, eine Haltesteuerung 46, die die Werkstückhalteeinrichtung 12 steuert, und eine Sende- und Empfangseinrichtung 47.As in 4th comprises the robot control unit 40 a controller 41 with, for example, CPU, RAM and the like, a display 42, a storage device 43 with a non-volatile memory, ROM and the like, a programming pendant 44 which is used to create an operating program for the robot 10 and the like, a plurality of servo controllers 45 provided to operate the servo motors 11 of the robot 10 correspond to a holding controller 46 which the workpiece holding device 12th controls, and a transmitting and receiving device 47.

In der Speichereinrichtung 43 ist ein Systemprogramm 43a hinterlegt, wobei das Systemprogramm 43a eine Grundfunktion der Robotersteuerung 40 zur Verfügung stellt. Außerdem ist mindestens ein Werkstückaufnahmeprogramm 43b, das z.B. mit dem Programmierhandgerät 44 erstellt wurde, in der Speichereinrichtung 43 gespeichert.A system program 43a is stored in the memory device 43, the system program 43a being a basic function of the robot controller 40 provides. In addition, at least one workpiece holding program 43b, which was created, for example, with the hand-held programming device 44, is stored in the storage device 43.

So wird z.B. die Steuerung 41 vom Systemprogramm 43a bedient, liest das Werkstückaufnahmeprogramm 43b, das in der Speichereinrichtung 43 gespeichert ist, um es im RAM zwischenzuspeichern, und sendet Steuersignale an die Servosteuerungen 45 und die Haltesteuerung 46 gemäß dem eingelesenen Werkstückaufnahmeprogramm 43b, das Servoverstärker der Servomotoren 11 steuert, um den Roboter 10 zu bedienen, und durch welches eine Anziehung und Nichtanziehung des Werkstücks W durch die Werkstückhalterung 12 geschaltet werden. Darüber hinaus erhält die Steuerung 41 ein Ergebnis der Werkstückerkennungseinrichtung, welche später beschrieben wird, aus der Werkstückhaltungsberechnungseinrichtung 30 und steuert den Roboter 10 und die Werkstückhalterung 12, um die an den Positionen, die den ermittelten Ergebnissen entsprechen, befindlichen Werkstücke W aufzunehmen.So, for example, is the controller 41 operated by the system program 43a, reads the workpiece mounting program 43b stored in the memory device 43 to temporarily store it in the RAM, and sends control signals to the servo controls 45 and the holding controller 46 in accordance with the read-in workpiece mounting program 43b, which controls the servo amplifiers of the servomotors 11 to the robot 10 to operate, and by which an attraction and non-attraction of the workpiece W. through the workpiece holder 12th switched. In addition, the controller receives 41 a result of the workpiece recognition means, which will be described later, from the workpiece posture calculating means 30th and controls the robot 10 and the workpiece holder 12th to find the workpieces in the positions that correspond to the determined results W. to record.

Ein Einsatzbeispiel für die Steuerung 31 der Werkstückpositionshaltungsberechnungseinrichtung 30 des oben konfigurierten Werkstückaufnahmesystems wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Bei der Durchführung der Operation liest die Steuerung 31 das Positionshaltungsberechnungsprogramm 32a aus, um es vorübergehend im RAM zu speichern, und führt den unten beschriebenen Prozess gemäß dem Positionshaltungsberechnungsprogramm 32a durch.An example of use for the controller 31 the workpiece position calculation device 30th of the workpiece mounting system configured above is described below with reference to FIG 5 described. The controller reads when the operation is performed 31 executes the posture calculation program 32a to temporarily store it in the RAM, and performs the process described below in accordance with the posture calculation program 32a.

Die Steuerung 31 empfängt eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten vom dreidimensionalen Sensor 20 (Schritt S1).The control 31 receives a group of three-dimensional points from the three-dimensional sensor 20th (Step S1).

Dann erzeugt die Steuerung 31 eine Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen, in denen jeweils benachbarte Punkte eine vorgegebene Bedingung erfüllen (Schritt S2).Then the control generates 31 a plurality of three-dimensional point groups in each of which adjacent points meet a predetermined condition (step S2).

Wenn beispielsweise eine Bedingung, dass eine Differenz zwischen den Höhenpositionen der benachbarten dreidimensionalen Punkte weniger als die Hälfte der Dicke des Werkstücks W beträgt, als vorgegebene Bedingung verwendet wird, werden in dem in 6 gezeigten Fall dreidimensionale Punktgruppen G1 bis G5 gebildet. Auch die geneigte Fläche 2 kann Dellen und Vorsprünge durch Zusammenstöße zwischen den Werkstücken W haben, weshalb eine solche Konfiguration zu bevorzugen ist, dass die Größe der Dellen und Vorsprünge der geneigten Fläche die vorgegebene Bedingung erfüllt. Außerdem ist 6 eine zweidimensionale schematische Darstellung, wobei nur eine kleine Anzahl von Punkten zum besseren Verständnis dargestellt ist. In der Praxis sind solche Punkte im Behälter 1 dreidimensional verteilt.For example, if there is a condition that a difference between the height positions of the adjacent three-dimensional points is less than half the thickness of the workpiece W. is used as the default condition, are used in the in 6th In the case shown, three-dimensional point groups G1 to G5 are formed. Also the inclined surface 2 can cause dents and protrusions from collisions between workpieces W. therefore, it is preferable to have such a configuration that the size of the dents and protrusions of the inclined surface satisfies the predetermined condition. Also is 6th a two-dimensional schematic representation with only a small number of points shown for better understanding. In practice, such points are in the container 1 distributed three-dimensionally.

Darüber hinaus kann als vorgegebene Bedingung eine Bedingung verwendet werden, dass die Höhenpositionen von drei oder mehr benachbarten dreidimensionalen Punkten mit einem bestimmten Trend variieren. Da z.B. die Höhenpositionen von vier Punkten auf der linken Seite der dreidimensionalen Punktgruppe G1 in 6 mit einer bestimmten Änderungsrate variieren, werden die vier Punkte als dreidimensionale Punktgruppe betrachtet.In addition, a condition that the height positions of three or more adjacent three-dimensional points vary with a certain trend can be used as a predetermined condition. For example, since the height positions of four points on the left side of the three-dimensional point group G1 in 6th vary with a certain rate of change, the four points are considered to be a three-dimensional point group.

Als nächstes bestimmt die Steuerung 31 aus der Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen, dass eine oder mehrere dreidimensionale Punktgruppen, die mindestens eine vorbestimmte Größenreferenz, eine vorbestimmte Flächenreferenz oder eine vorbestimmte Längenreferenz erfüllen, ausgeschlossene Gruppen sind (Schritt S3).Next, the controller determines 31 from the plurality of three-dimensional point groups that one or more three-dimensional point groups which satisfy at least one predetermined size reference, a predetermined area reference or a predetermined length reference are excluded groups (step S3).

Wenn man z.B. davon ausgeht, dass die Anzahl der in horizontaler Richtung ausgerichteten Punkte auf der Platte der 6 der Länge entspricht, und wenn man eine Referenz verwendet, dass die dreidimensionale Punktgruppe mit mehr als acht Punkten in Längsrichtung als ausgeschlossene Gruppe bestimmt wird, wird nur die dreidimensionale Punktgruppe G5 als ausgeschlossene Gruppe bestimmt. Das heißt, die dreidimensionale Punktgruppe, deren Länge länger als die maximale Länge des Werkstückes W ist, z.B. die dreidimensionale Punktgruppe G5, die sich an einer Position befindet, die der geneigten Fläche 2 des Behälters 1 entspricht, gilt als ausgeschlossene Gruppe. Und es ist auch möglich, zu bestimmen, ob die dreidimensionale Punktgruppe ausgeschlossen werden soll, indem man eine Länge der Längsrichtung der erhaltenen dreidimensionalen Punktgruppe berechnet, um den Wert mit der maximalen Länge des Werkstücks zu vergleichen.For example, if one assumes that the number of horizontally aligned points on the plate is the 6th corresponds to the length, and if you use a reference, that the three-dimensional point group with more than eight points in the longitudinal direction is determined as an excluded group, only the three-dimensional point group G5 is determined as an excluded group. That is, the three-dimensional point group whose length is longer than the maximum length of the workpiece W. is, for example, the three-dimensional point group G5 located at a position that of the inclined surface 2 of the container 1 is considered an excluded group. And it is also possible to determine whether to exclude the three-dimensional point group by calculating a length of the longitudinal direction of the three-dimensional point group obtained to compare the value with the maximum length of the workpiece.

Wenn man weiterhin davon ausgeht, dass die Anzahl der Punkte der dreidimensionalen Punktgruppe der Fläche und der Größe entspricht, da die Punkte dreidimensional in der Dickenrichtung der Platte in 6 verteilt sind, kann man auch eine Referenz verwenden, dass die dreidimensionalen Punktgruppen, die eine vorgegebene Anzahl von Punkten unter den dreidimensionalen Punktgruppen aufweisen, als ausgeschlossene Gruppen bestimmt werden.Further, assuming that the number of points of the three-dimensional point group corresponds to the area and size, since the points are three-dimensional in the thickness direction of the plate in 6th are distributed, it is also possible to use a reference that the three-dimensional point groups having a predetermined number of points among the three-dimensional point groups are determined as excluded groups.

Anschließend erhält die Steuerung 31 eine Gruppe von dreidimensionalen Punkten zur Erkennung von Werkstücken, indem sie die in der ausgeschlossenen Gruppe enthaltenen Punkte aus der Gruppe der in Schritt S1 empfangenen dreidimensionalen Punkte oder der in Schritt S2 (Schritt S4) erzeugten Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen ausschließt. In 6 sind die Punkte, die die dreidimensionale Punktgruppe G5 (dreidimensionale Punktgruppen G1~G4) ausschließen, die Gruppe der dreidimensionalen Punkte zur Erkennung von Werkstücken.Then the controller receives 31 a group of three-dimensional points for recognizing workpieces by excluding the points contained in the excluded group from the group of three-dimensional points received in step S1 or the plurality of three-dimensional point groups generated in step S2 (step S4). In 6th are the points excluding the three-dimensional point group G5 (three-dimensional point groups G1 ~ G4), the group of three-dimensional points for recognizing workpieces.

Dann bestimmt die Steuerung 31, ob es eine dreidimensionale Punktgruppe gibt, die als das Werkstück W in der Gruppe der dreidimensionalen Punkte zum Erfassen von in Schritt S4 (Schritt S5) erhaltenen Werkstücken geschätzt wird, und wenn es die dreidimensionale Punktgruppe gibt, die als das Werkstück W geschätzt wird, geht der Prozess zu Schritt S6 über, der unten beschrieben wird, wenn es keine dreidimensionale Punktgruppe gibt, die als das Werkstück W geschätzt wird, wobei die Steuerung 31 bestimmt, dass eine Referenz für das Beenden des Prozesses des Aufnehmens des Werkstücks W erfüllt ist, wobei der Prozess zu Schritt S9 fortschreitet, der unten beschrieben wird.Then the controller determines 31 whether there is a three-dimensional point group that acts as the workpiece W. in the group of three-dimensional points for detecting workpieces obtained in step S4 (step S5) is estimated, and when there is the three-dimensional point group that is used as the workpiece W. is estimated, the process proceeds to step S6 described below when there is no three-dimensional point group to be used as the workpiece W. is estimated taking the control 31 determines that a reference for finishing the process of picking up the workpiece W. is satisfied, and the process proceeds to step S9, which will be described below.

Als nächstes erkennt die Steuerung 31 die dreidimensionalen Punktgruppen G2, G4, die Punkten entsprechen, deren Positionen höher als eine vorgegebene Höhe sind, wie z.B. die Höhe A von 6 unter den Punkten der Gruppe der dreidimensionalen Punkte, um Werkstücke auf der Grundlage der Höheninformation jedes der in Schritt S1 empfangenen Punkte zu erfassen. Die Höhenposition von A kann entsprechend der Anzahl der Werkstücke W im Behälter 1 (der Maximalwert, ein Mittelwert der Höhenpositionen der erkannten dreidimensionalen Punkte) und dergleichen eingestellt werden.Next, the control recognizes 31 the three-dimensional point groups G2, G4, which correspond to points whose positions are higher than a predetermined height, such as the height A of 6th among the points of the group of three-dimensional points to detect workpieces based on the height information of each of the points received in step S1. The height position of A can be adjusted according to the number of workpieces W. in the container 1 (the maximum value, an average value of the height positions of the recognized three-dimensional points) and the like can be set.

Anschließend sendet die Steuerung 31 an die Robotersteuerung 40 (Schritt S7) Informationen, die zumindest die in Schritt S6 erfassten Positionen der zur Aufnahme bereiten Werkstücke anzeigen, wobei es sich z.B. um dreidimensionale Positionsinformationen der einzelnen zur Aufnahme bereiten Werkstücke handelt. Anhand dieser Informationen nimmt der Roboter 10 die Werkstücke auf, die aufgrund dieser Informationen zur Aufnahme bereit sind.The control then sends 31 to the robot controller 40 (Step S7) Information that indicates at least the positions of the workpieces ready for receiving, which are recorded in step S6, this being, for example, three-dimensional position information of the individual workpieces ready for receiving. Based on this information, the robot takes 10 the workpieces that are ready to be picked up based on this information.

Außerdem beginnt der Prozess nach der Aufnahme aller zur Aufnahme bereiten Werke wieder bei Schritt S1, mit Ausnahme eines Falles, in dem die Größe, die Fläche oder die Länge der ausgeschlossenen Gruppe eine Referenz für die Beendigung der Aufnahme aus einem Grund erfüllt, dass die Anzahl der Werkstücke W zu klein ist oder dergleichen (Schritt S8). Andererseits, wenn ein Erkennungsbefehlssignal oder ähnliches nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums empfangen werden kann, und wenn die Referenz zum Beenden der Aufnahme erfüllt ist, werden diese Informationen in der Anzeige 33 (Schritt S9) angezeigt, wobei der Prozess beendet ist.In addition, after all works ready for inclusion are recorded, the process starts again at step S1, except for a case where the size, area or length of the excluded group meets a reference for ending recording for a reason that the number of the workpieces W. is too small or the like (step S8). On the other hand, when a recognition command signal or the like cannot be received within a predetermined period of time and when the reference to end recording is satisfied, this information is displayed on the display 33 (step S9), and the process is ended.

Auch in einem Fall, in dem die Einrichtung zur Berechnung der Werkstückpositionshaltung 30 dreidimensionale Formdaten (CAD-Daten und dergleichen) des Werkstücks W, das das aufgenommene Ziel ist, in der Speichereinrichtung 32 speichert, kann anstelle von Schritt S6 Schritt S6' durchgeführt werden, wie es in 7 gezeigt ist. In Schritt S6' wird eine Position, Haltung und dergleichen des Werkstücks W, das jeder der dreidimensionalen Punktgruppen G1 bis G4 entspricht, durch einen dreidimensionale Mustervergleich bestimmt, der unter Verwendung der dreidimensionalen Punktgruppen G1 bis G4, die in der Gruppe der dreidimensionalen Punkte zur Erkennung von Werkstücken enthalten sind, durchgeführt wird, wobei die dreidimensionalen Formdaten und die Werkstücke W, die für eine Aufnahme bereit sind, unter Verwendung des ermittelten Ergebnisses bestimmt werden.Even in a case where the device for calculating the workpiece position 30th three-dimensional shape data (CAD data and the like) of the workpiece W. , which is the recorded target, is stored in the storage device 32, instead of step S6, step S6 'may be performed as shown in FIG 7th is shown. In step S6 ', a position, posture and the like of the workpiece W. , which corresponds to each of the three-dimensional point groups G1 to G4, is determined by a three-dimensional pattern matching performed using the three-dimensional point groups G1 to G4 included in the group of three-dimensional points for recognizing workpieces, the three-dimensional shape data and the Work pieces W. that are ready for exposure can be determined using the obtained result.

Zum Beispiel wird ein Neigungsgrad des Werkstückes W, das der dreidimensionalen Punktgruppe G1 entspricht, geschätzt, und wie sehr sich das Werkstück W, das der dreidimensionalen Punktgruppe G3 entspricht, mit dem Werkstück W, das der dreidimensionalen Punktgruppe G4 entspricht, überschneidet, um Werkstücke W zu erkennen, deren Neigungen und Überlappungen kleiner sind als eine Referenzneigung und eine Referenzüberlappung als das Werkstück, das für eine Aufnahme bereit ist.For example, a degree of inclination of the workpiece becomes W. that corresponds to the three-dimensional point group G1 is estimated and how much the workpiece is W. , which corresponds to the three-dimensional point group G3, with the workpiece W. , which corresponds to the three-dimensional point group G4, intersects with workpieces W. to recognize whose slopes and overlaps are smaller than a reference slope and a reference overlap than the workpiece that is ready for a recording.

Wie oben beschrieben wurde, werden gemäß dieser Ausführungsform die Mehrzahl von dreidimensionalen Punktgruppen G1 bis G5, in denen jeweils benachbarte Punkte die vorgegebene Referenz erfüllen, erzeugt und eine oder mehrere dreidimensionale Punktgruppen, die mindestens die vorgegebene Größenreferenz, die vorgegebene Flächenreferenz oder die vorgegebene Längenreferenz erfüllen, als die ausgeschlossenen Gruppen bestimmt. Auch die Gruppe der dreidimensionalen Punkte für die Erkennung von Werkstücken, die die in den ausgeschlossenen Gruppen enthaltenen Punkte ausschließt, wird bestimmt, wobei die Werkstückerkennungseinrichtung unter Verwendung der Gruppe der dreidimensionalen Punkte durchgeführt wird. Daher wird ein solcher Fall verhindert oder reduziert, dass der Roboter 10 die Aufnahmeoperation des Werkstücks W mehrmals an einer Stelle in der geneigten Fläche 2, an der es kein Werkstück W gibt, durchführt, und es wird ein solcher Fall verhindert oder reduziert, dass der dreidimensionale Mustervergleich auf der geneigten Fläche 2 durchgeführt wird.As described above, according to this embodiment, the plurality of three-dimensional point groups G1 to G5, in each of which adjacent points meet the predetermined reference, and one or more three-dimensional point groups that meet at least one of the predetermined size reference, the predetermined area reference or the predetermined length reference, are generated , designated as the excluded groups. Also, the group of the three-dimensional points for the recognition of workpieces excluding the points included in the excluded groups is determined, and the workpiece recognition means is performed using the group of the three-dimensional points. Therefore, such a case is prevented or reduced that the robot 10 the pick-up operation of the workpiece W. several times at one point in the inclined surface 2 at which there is no workpiece W. there, performs, and such a case is prevented or reduced that the three-dimensional pattern matching on the inclined surface 2 is carried out.

Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform festgestellt, dass die zur Aufnahme bereiten Werkstücke an einer Stelle vorhanden sind, die dem Punkt entspricht, der höher als die vorgegebene Höhe von den Punkten ist, und zwar auf der Grundlage der Höheninformation jedes der Punkte der Gruppe der dreidimensionalen Punkte zur Erkennung von Werkstücken. Dementsprechend können die Werkstücke W, die an der höher gelegenen, im Behälter 1 gestapelten Position platziert sind, sequentiell aufgenommen werden, was die Durchführung einer effizienten Aufnahme ermöglicht.Moreover, in the present embodiment, it is determined that the workpieces ready to be picked up are present in a position corresponding to the point higher than the predetermined height from the points based on the height information of each of the points of the group of three-dimensional points for recognizing workpieces. The workpieces can accordingly W. that are located on the higher, in the container 1 stacked position can be recorded sequentially, which enables efficient recording to be performed.

Wenn außerdem die Robotersteuereinheit 40 mit dem dreidimensionalen Sensor 20 verbunden ist und die Robotersteuereinheit 40 das Positionshaltungsberechnungsprogramm 32a besitzt, kann eine solche Konfiguration möglich sein, dass die Robotersteuereinheit 40 die gleiche Funktion wie dieses Gerät ausführt, ohne dass die Werkstückpositionshaltungsberechnungseinrichtung 30 vorhanden ist.In addition, if the robot control unit 40 with the three-dimensional sensor 20th connected and the robot control unit 40 has the posture calculation program 32a, such a configuration may be possible that the robot control unit 40 performs the same function as this device without using the workpiece position calculation device 30th is available.

Weiterhin ist eine solche Konfiguration möglich, dass der dreidimensionale Sensor 20 am distalen Ende des Roboters 10 gelagert ist, wobei in diesem Fall der gleiche Effekt wie oben beschrieben erzielt werden kann.Furthermore, such a configuration is possible that the three-dimensional sensor 20th at the distal end of the robot 10 is stored, in which case the same effect as described above can be obtained.

Darüber hinaus ist es in Schritt S3 möglich, dass ein ebener Oberflächenabschnitt oder ein gekrümmter Oberflächenabschnitt aus einer bestimmten ausgeschlossenen Gruppe oder einer Mehrzahl der ausgeschlossenen Gruppen geschätzt wird, wobei die dreidimensionalen Punkte, die innerhalb eines vorbestimmten Abstandsbereichs von dem geschätzten ebenen Oberflächenabschnitt oder dem gekrümmten Oberflächenabschnitt existieren, in die ausgeschlossene Gruppe einbezogen werden. Beispielsweise wird, wie in 8 dargestellt ist, die geneigte Fläche 2 durch das Werkstück W geteilt, das in der Draufsicht auf einem Teil der geneigten Fläche 2 übriggelassen ist, wodurch jeweils die dreidimensionale Punktgruppe G5-1 und die dreidimensionale Punktgruppe G5-2 auf der geneigten Fläche 2 erzeugt werden. Die dreidimensionale Punktgruppe G5-1 wird als die ausgeschlossene Gruppe bestimmt, die die Referenz in Schritt S3 erfüllt, jedoch kann die dreidimensionale Punktgruppe G5-2 nicht als die ausgeschlossene Gruppe bestimmt werden, weil sie die Referenz in Schritt S3 nicht erfüllt. 8 zeigt nur die dreidimensionalen Punkte eines Abschnitts, die für diese Erklärung notwendig sind.In addition, it is possible in step S3 that a planar surface section or a curved surface section is estimated from a specific excluded group or a plurality of the excluded groups, the three-dimensional points that are within a predetermined distance range from the estimated planar surface section or the curved surface section exist to be included in the excluded group. For example, as in 8th is shown, the inclined surface 2 through the workpiece W. divided, that in plan view on part of the inclined surface 2 is left, whereby the three-dimensional point group G5-1 and the three-dimensional point group G5-2 on the inclined surface, respectively 2 be generated. The three-dimensional point group G5-1 is determined as the excluded group that satisfies the reference in step S3, but the three-dimensional point group G5-2 cannot be determined as the excluded group because it does not satisfy the reference in step S3. 8th shows only the three-dimensional points of a section which are necessary for this explanation.

Hierbei wird die dreidimensionale Punktgruppe G5-2 in die ausgeschlossene Gruppe aufgenommen, indem eine ebene Fläche (z.B. P0 in 9) auf der Grundlage der dreidimensionalen Punktgruppe G5-1, die die ausgeschlossene Gruppe ist, geschätzt wird, und wenn das System so konfiguriert ist, dass dreidimensionale Punktgruppen, die sich innerhalb des vorherbestimmten Abstandsbereichs befinden (z.B. zwischen P1 und P2 in 9) in einer Richtung senkrecht zur Planfläche von der geschätzten Fläche, in der ausgeschlossenen Gruppe enthalten sind, dann ist die dreidimensionale Punktgruppe G5-2 in der ausgeschlossenen Gruppe enthalten. Dadurch wird die geneigte Fläche 2 durch die gestapelten Werkstücke W in der Draufsicht unterteilt, und selbst wenn einer der geteilten Abschnitte klein ist, wird ein solcher Bereich nicht für die Werkstückerkennung genutzt, was es ermöglicht, einen Fall zu verhindern oder zu reduzieren, in dem die dreidimensionalen Punkte der Bodenfläche des Behälters 1 zur Werkstückerkennung verwendet werden.Here, the three-dimensional point group G5-2 is included in the excluded group by adding a flat surface (e.g. P0 in 9 ) is estimated based on the three-dimensional point group G5-1 which is the excluded group, and when the system is configured to detect three-dimensional point groups that are within the predetermined distance range (e.g. between P1 and P2 in 9 ) in a direction perpendicular to the planar area from the estimated area included in the excluded group, then the three-dimensional point group G5-2 is included in the excluded group. This will make the sloped face 2 through the stacked workpieces W. divided in plan view, and even if one of the divided portions is small, such an area is not used for workpiece recognition, making it possible to prevent or reduce a case where the three-dimensional points of the bottom surface of the container 1 can be used for workpiece recognition.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Behältercontainer
22: geneigte Oberflächeinclined surface
1010: Roboterrobot
1212th: WerkstückhalteeinrichtungWorkpiece holding device
2020th: dreidimensionaler Sensorthree-dimensional sensor
3030th: WerkstückpositionshaltungseinrichtungWorkpiece position maintenance device
3131: Steuerungcontrol
4040: RobotersteuereinheitRobot control unit
4141: Steuerungcontrol
WW.: Werkstückworkpiece

Claims

Workpiece pick-up system, which sequentially a plurality of stacked in a container Picking up workpieces with a robot, the workpiece pickup system comprising: a three-dimensional sensor which is disposed on an upper side of the container and which receives a group of three-dimensional points each of which has height position information as three-dimensional information of the workpieces in the container; group generating means that generates a plurality of three-dimensional point groups in each of which adjacent points satisfy a predetermined condition; an exclusion group determination means that determines one or more of the three-dimensional point groups that satisfy at least one of the following references as excluded groups: a reference for excluding three-dimensional point groups that are not within a predetermined size; a reference for excluding three-dimensional point groups that are not within a predetermined area; and a reference for excluding three-dimensional point groups that are not within a predetermined length; and a workpiece recognition means that obtains a group of three-dimensional detection purpose points for detecting workpieces by excluding points included in the one or more excluded groups from the group of three-dimensional points or the plurality of three-dimensional point groups and recognizes which workpieces to be picked up by the robot by using the group of three-dimensional detection purpose points for recognition.

Workpiece holding system according to Claim 1 wherein the workpiece recognition means recognizes whether a workpiece is ready to be picked up based on the height position information of each of the points of the group of the three-dimensional detection purpose point.

Workpiece holding system according to Claim 1 or 2 wherein the exclusion group determining means estimates a plan surface or a curved surface in the container based on at least one of the determined excluded groups, and includes three-dimensional points existing within a predetermined distance range from the estimated plan surface or the estimated curved surface in the determined exclusion group.